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DER KONSTRUKTEUR 1-2/2015

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ANTRIEBSTECHNIK I

ANTRIEBSTECHNIK I INTERVIEW Bremsen – aber sicher Im Einklang mit den Anforderungen an die Funktionale Sicherheit Wenn nach Sicherheitstechnik im Pkw gefragt wird, dann werden zu allererst Fahrerassistenz- und -warnsysteme, Airbag und Knautschzone genannt. Die in der Tat aber wichtigsten und grundlegenden Bauteile für sicheres Fahren sind auch heute noch die Bremsen. Gleiches gilt für den Maschinenbau. Zu diesem Thema – zu Bremsen in sicheren Maschinen – sprach die Redaktion mit Dipl.-Ing. (FH) Martin Hecht, Entwickler bei Mayr Antriebstechnik in Mauerstetten. Herr Hecht, Mayr Antriebstechnik baut seit Jahrzehnten Bremsen für die unterschiedlichsten Anwendungen im Maschinenbau. Wie haben sich die Kundenanforderungen über die Jahre verändert? Als das Unternehmen vor etwa 40 Jahren mit dem Bau elektromagnetischer Federdruckbremsen anfing, war in vielen Branchen der ungeregelte Drehstrom- Asynchronmotor die dominierende Antriebsmaschine. Arbeitsbremsen mussten die Motoren aus voller Drehzahl bis zum Stillstand verzögern und vielfach auch möglichst genau positionieren. Mit dem Siegeszug der geregelten Antriebe hat sich die Aufgabenstellung an die Bremsen grund-legend geändert. Aktuelle Bremsen sind heute in den meisten Anwendungen als Haltebremsen mit Not-Stopp Funktion konzipiert. Gab es durch die Umsetzung der Maschinenrichtlinie hierbei besondere Einschnitte? Die elektromagnetische Federdruckbremse ist keine Maschine, sondern eine Komponente. Sie fällt also grundsätzlich nicht unter die Maschinenrichtlinie (MRL). Die MRL muss aber auch auf Komponenten angewendet werden, die nach Definition der MRL als Sicherheitsbauteil fungieren. Das trifft für Federdruckbremsen zu, wenn sie beispielsweise in vertikalen Achsen als zusätzliche Sicherheitskomponente im Einsatz sind. Trotzdem sind Federdruckbremsen in der MRL in der Liste der Sicherheitsbauteile nicht explizit genannt. Eine EG-Baumusterprüfung ist im Rahmen der geltenden MRL deshalb nicht erforderlich. Dagegen stuft das Institut für Arbeitsschutz (IFA) die Bremse in vertikalen Achsen ausdrücklich als Sicherheitsbauteil ein. Wir betrachten unsere Bremsen Roba- Topstop und Roba-Linearstop, die bevorzugt in Vertikalachsen eingesetzt werden, auch als Sicherheitsbauteil. Deshalb haben wir sie nach den Grundsätzen der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) für die Prüfung und Zertifizierung von Notfallbremsen mit Haltebremsfunktion für lineare Bewegungen einer freiwilligen Baumusterprüfung unterzogen. Damit haben wir und unsere Kunden die Bestätigung, dass unsere Vertikalachsenbremsen die Anforderungen an die Sicherheit zuverlässig erfüllen. 12 Der Konstrukteur 1-2/2015

INTERVIEW I ANTRIEBSTECHNIK Wenn man sich in diese Thematik einliest, stößt man auf die Begriffe „Ausfallsichere Bremsen“, „Sicherheitsbremsen“ und „Sichere Bremsen“. Wo liegen die Unterschiede? Mayr Antriebstechnik verwendet den Begriff Sicherheitsbremsen seit mehr als 30 Jahren für Federdruckbremsen, weil sie nach dem Fail-Safe-Prinzip arbeiten, also im energielosen Zustand geschlossen sind. Diese bringen das geforderte Bremsmoment auch bei Not-Stopp, Stromausfall oder bei einer beispielsweise durch Kabelbruch verursachten Unterbrechung der Energieversorgung. Zudem steht hinter dem Begriff auch eine sichere Auslegung, ein bewährtes Produkt und langjährige Erfahrung. So definierte Sicherheitsbremsen sind aber nicht ausfallsicher. Sind beispielsweise die Bremsbeläge verölt, kann nicht mit einem Bauteil oder einer Komponente erreicht werden, sondern nur mit einer umfassenderen Sicherheitsstruktur. Dieser Begriff „Sichere Bremse“ Bremsen sind heute in den meisten Anwendungen als Haltebremsen mit Not-Stopp Funktion konzipiert wird die Bremse trotz Fail-Safe-Prinzip nicht das geforderte Bremsmoment bringen, also ausfallen. Die Ausfallsicherheit ist die definierte Sicherheit gegen Ausfall. In der Technik wird Ausfallsicherheit durch organisatorische Maßnahmen und technische Redundanzen erzielt, da es keine unendliche Ausfallsicherheit gibt. Ausfallsicherheit wird im Fachausschuss-Informationsblatt „Schwerkraftbelastete Achsen“ der DGUV verwendet. Hinter diesem Begriff steht eine Bremseinrichtung oder auch Gesamtheit einer Bremseinrichtung, die die Ausfallsicherheit erfüllt. Eine genauere Definition gibt es noch nicht. Wie gehen Bremsen in die Bewertung der Funktionalen Sicherheit von Maschinen ein? In der Kette oder im Kanal „Eingang – Logik – Ausgang“ stellt die Bremse den Aktor, also den Ausgang dar. Damit geht die Bremse bei der Gesamtbetrachtung in die Berechnung „Mittlere Zeit bis zum gefahrbringenden Ausfall MTTFd“ und Diagnosedeckungsgrad DC-Wert mit ein, wie das Institut für Arbeitssicherheit IFA im Report 7/2013 vorgeschlagen hat. Wie können Sie die Frage nach der Ausfallwahrscheinlichkeit Ihrer Bremsen beantworten und dokumentieren? 01 Die baumustergeprüfte Sicherheitsbremse bildet mit der vollelektronischen Bremsenansteuerung ein abgestimmtes Sicherheitspaket, das bis Performance Level PLe und SIL CL3 einsetzbar ist Nach der Norm Funktionale Sicherheit muss für die Komponente eine mittlere Zeit bis zum gefahrbringenden Ausfall MTTFd angegeben werden. Dieser Wert ist nicht mit der Ausfallwahrscheinlichkeit der Bremse zu verwechseln. Bei der Der Konstrukteur 1-2/2015 13 Goodfellow.indd 1 21.01.2014 08:51:32

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